Abstract
本研究從三元AlCuNi開始，按元素熔點高低，依次加入Co, Fe, Ti, Cr, Zr, V, Mo等七個元素，配製Al-Cu-Ni-Co-Fe-Ti-Cr-Zr-V-Mo系列三元至十元合金，製成塊狀電弧熔煉合金，探討鑄造態及均質化水淬態之微結構對高熵合金電與磁特性的影響。由300 K之XRD, SEM, EDS, VSM與硬度量測，以及5 K ~ 300 K之SQUID與4.2 K ~ 300 K之四點探針法電阻量測之結果，本研究得到以下結論: 鑄造態SEM微結構與XRD實驗的結果顯示，三元至十元微結構均由樹枝、樹枝間、與富Cu相所構成，Cu偏析以七元為最高，達72 at.%。繞射峰強度隨元素數目增多而下降。三元至六元為FCC與BCC兩相。七至十元因發生微觀偏析，而有1 ~ 2個FCC相與1 ~ 2個BCC相的生成。鑄造態硬度實驗的結果顯示，硬度值隨元素數目增多而升高。鑄造態4.2 K – 300 K電阻率實驗的結果顯示，四元、六元、七元在低溫區有一最低值，推測應為近藤效應的影響，即ρKondo 异 - lnT。 鑄造態低溫SQUID及300 K之VSM磁量測的結果顯示，三元、四元、六元、七元為陶鐵磁，而五元為鐵磁，八元、九元、十元為順磁。但八元、九元、十元在5 K為小鐵磁，三元在5 K, 100 K, 200 K, 300 K均為小鐵磁。ZFC及FC比較結果顯示，四元、六元、七元在低溫處，有一類似再進入自旋玻璃狀態之特性。 均質化水淬態XRD實驗的結果顯示，四元至九元繞射峰強度均比鑄造態為低，三元與十元則比鑄造態為高，十元有tetragonal □相 (CoCrNi)析出。均質化水淬態SEM微結構實驗的結果顯示，三元至十元微結構仍由樹枝、樹枝間、與富Cu相所構成，但EDS分析之成分則較鑄造態均勻，Cu偏析下降。均質化水淬態硬度實驗的結果顯示，四元至十元硬度值均比鑄造態為低，有退火效應，三元則比鑄造態為高，推測係因BCC平衡相的量因退火而增加以致變硬的緣故。而□相較軟，故十元硬度值比鑄造態為低。均質化水淬態4.2 K ~ 300 K電阻率實驗的結果顯示，電阻率及其溫度係數都下降，以八元、九元、十元下降較多，四元、六元、七元在低溫區有一最低值，而七元最低值所在的溫度則較鑄造態的為高。 本研究比較三元至十元均質化水淬態的XRD繞射強度與電阻率的結果顯示，當晶格扭曲愈大時，XRD繞射強度愈低，電阻率愈高，後兩者均與晶格扭曲相關。